[发明专利]一种用于高中物理实验的拉力计及其组装方法

说明书

本发明属于教学实验演示装置领域，尤其涉及一种用于高中物理实验的拉力计及其组装方法，包括弹簧、圆筒管、调节螺栓、感应显示装置。避免使用传统的游标卡子，消除了游标卡子滑动不畅带来的实验误差，通过调节螺栓，很容易调整好拉力计零点位置，从拉力计各方向上都能观察拉力的大小，组装方式简单、方便。

技术领域

本发明属于教学实验演示装置领域，尤其涉及一种用于高中物理实验的拉力计及其组装方法。

背景技术

高中物理实验的拉力计，一般由弹簧、外壳、刻度指示部分组成，常见的为条盒型、圆筒管型。根据胡克定律，弹簧从自然状态出发，被拉伸一定的长度，指示对应的拉力。

但是，目前所用的拉力计存在一些不足，一是拉力计使用游标卡子的移动位置指示具体的拉力，拉力计使用一段时间后，游标卡子和外壳连接处磨损、变形或生锈，容易产生滑动不畅，给弹簧施加一个额外的力，影响测力结果，影响实验的准确性和演示效果；二是拉力计调零不方便，测力计使用一段时间后，常发生零点漂移，需要重新调零，调节游标卡子的操作不方便；三是拉力计刻度的观察只能在一个方向上，视线需正对着游标卡子，如果稍有偏离，就会观察不到刻度或产生读数误差。

发明内容

本发明的目的之一，提供一种用于高中物理实验的拉力计，包括弹簧、圆筒管、调节螺栓、感应显示装置，所述圆筒管为圆柱筒型，圆筒管上端设置有端盖，端盖中心设置有螺纹孔，螺纹孔适配调节螺栓，圆筒管下端中心设置有圆环，中心圆环定位弹簧；所述弹簧设置在圆筒管内，弹簧上端连接调节螺栓，弹簧下端穿过圆筒管定位圆环；所述调节螺栓穿过圆筒管端盖，下端连接弹簧；所述感应显示装置，包括显示装置和感应装置，所述显示装置包覆圆筒管的柱身，并设置有刻度，所述感应装置固定设置在弹簧上，随弹簧伸缩而上下运动，显示装置显示出对应的运动位置。

拉力计的弹簧上端由穿过圆筒管端盖的调节螺栓固定，弹簧下端由圆筒管的定位圆环定位，使弹簧与圆筒管方向一致、保持平行，采用感应显示装置，避免使用游标卡子，消除了游标卡子滑动不畅带来的实验误差，通过调节螺栓，很容易调整好拉力计零点位置。

优选地，所述显示装置为磁片，磁片为密封夹层结构，夹层透明或半透明，夹层内填充有色磁粉或铁粉，磁片外表面设置有刻度，所述感应装置为磁铁，固定设置在弹簧上。

弹簧伸缩时，带动磁铁上下运动，磁铁吸附磁片内的磁粉或铁粉，带动磁粉或铁粉一起运动，由于磁粉或铁粉带有颜色、不透明，并且夹层透明或半透明，所以实验人员会很明显观察出磁粉或铁粉的聚集位置，结合磁片外表面设置的刻度，即可指示出弹簧的拉力大小。

进一步地，所述磁铁为圆盘或圆环状。

进一步地，所述磁片在圆筒管柱身圆周各方向上设置有刻度。

圆盘或圆环的磁铁形状，能使圆筒管的圆周各方向上都会有磁粉或铁粉聚集，从而在圆筒管的圆周各方向上都能观察拉力的大小。

优选地，磁粉或铁粉的颗粒粒度大小为10μm到90μm。

磁粉或铁粉颗粒过大，一是使磁粉或铁粉运动的阻力变大，影响磁粉或铁粉的流动性，二是会影响磁粉或铁粉指示位置的边界清晰度，影响实验精度；磁粉或铁粉颗粒过小，一方面会不必要地增加生产成本，另一方面也会对安全造成隐患，如果磁片的密封夹层被破坏，磁粉或铁粉泄露到空气中，过小的磁粉或铁粉颗粒不易沉降，容易被人体通过呼吸道吸入体内。

优选地，所述磁片由塑料制成，具体可以为PE、HDPE、PP、GPPS、PMMA、PC或PPO。

在制作过程中，塑料中不添加有色颜料或色母粒，保持塑料本身的透明或半透明程度。

进一步地，所述磁片外表面做防油、防刮花处理。

所述防油、防刮花处理，既可以在磁片外表面镀膜，也可以在磁片成型过程中添加防油、防刮花的处理剂。